研究揭示了肺组织再生的新机制

宾夕法尼亚医学院在小鼠模型上进行的新研究表明，婴儿肺损伤后的再生细胞与成人肺不同，肺泡1型(AT1)细胞重新编程成肺泡2型(AT2)细胞(两种非常不同的肺泡上皮细胞)，促进细胞再生，而不是AT2细胞分化为AT1细胞，这是成人肺中最被广泛接受的机制。这些研究结果今天发表在细胞干细胞据表明，AT1和AT2细胞在儿童和成年人中表现相同的方式的长期假设是不真实的。

这肺肺泡是气体在环境和血液之间交换的地方。虽然科学家们已经知道两个非常不同的肺部肺泡上皮细胞自20世纪40年代以来，在此之前，人们对它们在分子水平上的了解并不多。此外，这些发现揭示了允许这种转化的分子途径。宾夕法尼亚大学的研究人员还表明，通过关闭这一通路，他们可以将成年AT1细胞重新编程为AT2细胞。这揭示了以前未被重视的依赖于年龄的细胞可塑性水平，这可以部分解释为什么儿童肺受COVID-19的影响不像成人肺那么严重，也是在理解肺再生作为一种肺治疗形式方面迈出的重要一步。

“COVID-19已导致数百万人感染一种可怕的、破坏性的呼吸道感染，导致严重的肺部疾病受伤。这些病人中有些可能有长期的慢性肺部疾病，有些严重到需要进行肺移植。我们希望我们对这些肺泡细胞如何反应的研究急性损伤将提供新的目标，可以利用未来治疗急性肺损伤的未来疗法，有一天我们会知道如何操纵这些细胞途径，使肺组织可以再生和治愈，而无需器官移植，“该研究的高级作者，爱德华莫里西，博士，宾夕法尼亚大学佩尔布尔曼医学院的心血管医学博物馆和宾夕法尼亚州彭彭龙生物学研究所（LBI）主任。

研究人员分析了在寿命周到的小鼠AT1和AT2细胞中的基因表达和外观蛋白酶的变化。他们将这些变化与急性肺损伤后观察到的人进行了比较，发现目前的成人肺修复如何修复自己的范例对未成熟或成熟的小鼠肺部没有持有。

“科学家们长期以来一直认为，在成人肺部良好记录的细胞分化的单向过程也将在婴儿肺中持有真实，但这些假设被推翻。我们发现在儿科肺部，分化的方向受伤后逆转，而在成年人中，这是一个双向街道。在所有这些背景下，它由一个名为Hippo Signaling的途径控制，“宾夕法尼亚大学伊恩J.Penkala Ian J. Penkala表示vmd / ph.d。在Morrisey Lab工作的学生。

在成人肺中，肺细胞的再生是由AT2细胞群的扩张和分化为AT1细胞驱动的。研究人员还表明，在一些急性肺损伤后，成年AT1细胞可以强大地重新编程为AT2细胞。然而，在婴儿小鼠中，急性肺损伤后AT2细胞不能有效地再生AT1细胞。相反，在损伤后，AT1细胞会重新编码成AT2细胞，而正是这些重新编码的AT2细胞能够在损伤后最终增殖。

小鼠肺与人类肺有些相似，它们都有AT1和AT2细胞，这增加了这项研究的结论也适用于人类肺的可能性。研究正在扩大机制，可以开发未来的治疗急性肺损伤。正常情况下，肺有修复和再生的能力，因为它们经常暴露在外部环境的污染和微生物中。这项研究的下一个阶段是确定利用Hippo途径是否有助于促进肺损伤后的自然再生能力。

“这一发现为我们提供了一种可以操纵的细胞途径，可能在未来用药物治疗。”这可以帮助我们建立一个肺的地图细胞这可能对我们如何护理慢性肺病患者产生重大影响，”莫里西说。